下图为细菌冶铜和火法冶铜的主要流程。
(1) 硫酸铜溶液一般呈________(填“酸”、“碱”或“中”)性,原因是________ (用离子方程式表示)。写出电解硫酸铜溶液的化学方程式:______________(电解过程中,始终无氢气产生)。
(2)细菌冶金又称微生物浸矿,是近代湿法冶金工业上的一种新工艺。细菌冶铜与火法冶铜相比,优点为________________(写出一点即可)。
(3) 用惰性电极分别电解浓的氯化铜溶液和硫酸铜溶液。电解浓的氯化铜溶液时发现阴极有金属铜生成,同时阴极附近会出现棕褐色溶液。而电解硫酸铜溶液时,没有棕褐色溶液生成。下面是关于棕褐色溶液成分的探究:
①有同学认为,阴极附近出现的棕褐色溶液是氯气反应的结果,你认为他的猜测是否正确?________(填“正确”或“不正确"),原因是__________
资料1:
一般具有混合价态(指化合物中同一元素存在两种不同的化合价,如Fe3O4中的 Fe元索)的物质的颜色比单一价态的物质的颜色要深。
资料2:
CuCl微溶于水,能溶于浓盐酸。
②猜想:棕褐色溶液中可能含有的离子是________(填3种主要离子符号)。
③验证猜想:完成实验方案(配制棕褐色溶液)。
取少量________固体于试管中,加入________使其溶解,再加入________溶液,观察现象。
④已知电解前,U形管中加入了________100mL0.5 mol . L-1 CuCl2溶液,电解结朿时电路中一共转移了 0.03 mol电子,且阴极生成0. 64 g铜,则形成的低价阳离子的物质的量为________mol。
(1)酸(1分);Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+(1分);2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑(2分)
(2)节约能源、环保、设备简单、操作方便.工艺条什易控制、投资少、成本低(或适宜处理贫矿、废矿、尾矿、炉渣等)(或其他合理答案)(2分)
(3)①不正确(1分);阴极不会产生氯气(2分)
②Cu2+、Cu+、Cl-、[CuCl2]-(只要写前三个即可)(2分)
③氯化亚铜;浓盐酸;氯化铜(所加|式剂顺序不对扣1分)(各1分)
④0.01(2分)
解析试题分析:该题分为两部分,前一部分是课本上知识内容的应用,比较简单,后一部分为对新现象的探究,有一定难度。探究题在解答的过程中要注意对新信息的收集和联系课本已有知识,进行整合。在电解过程中阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,故在阴极上不可能生成氯气。根据新信息,多价态混合物质比单一物质颜色深,结合铜有+1、+2两个价态,可以进行相关猜测;然后根据CuCl的性质(溶于浓HCl)进行设计方案,探究。计算可以根据守恒法:生成0.01molCu,得到0.02mol电子,还有0.03=0.02=0.01mol电子为Cu2+得到电子生成Cu+,故生成Cu+为0.01mol。
考点:本题以电解产物进行相关的探究,考查元素及化合物知识、电解原理、氧化还原理论和化学计算等相关问题。
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则
① 电解池中X极上的电极反应式为 。在X极附近观察到的现象是 。
② Y电极上的电极反应式为 ,检验该电极反应产物的方法是 。
(2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则
① X电极的材料是 ,电极反应式是 。
② Y电极的材料是 ,电极反应式是 。
(说明:杂质发生的电极反应不必写出)
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
某水溶液中含有等物质的量浓度的Cu(NO3)2和MgCl2,对该溶液以惰性电极进行电解,分阶段写出电解反应的化学方程式。
第一阶段的反应:______________________________________________________________________;
第二阶段的反应:______________________________________________________________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
工业上以锂辉石(Li2O·A12O3·4SiO2,含少量Ca、Mg元素)为原料生产碳酸锂。其部分工艺流程如下:
已知:①Li2O·Al2O3·4SiO2 + H2SO4(浓)Li2SO4 + Al2O3·4SiO2·H2O↓
T/℃ | 20 | 40 | 60 | 80 |
S(Li2CO3)/g | 1.33 | 1.17 | 1.01 | 0.85 |
S(Li2SO4)/g | 34.2 | 32.8 | 31.9 | 30.7 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
南海某小岛上,解放军战士为了寻找合适的饮用水源,对岛上山泉水进行分析化验,结果显示水的硬度为280(属于硬水),主要含钙离子、镁离子、氯离子和硫酸根离子。请回答下列问题。
(1)该泉水属于 硬水(填写“暂时”或“永久”)。
(2)若要除去Ca2+、Mg2+可以往水中加入石灰和纯碱,试剂加入时的先后次序是 ,原因是 。
(3)目前常用阴、阳离子交换树脂来进行硬水的软化,如水中的Ca2+、Mg2+可与交换树脂中的 交换。当阴离子交换树脂失效后可放入 溶液中再生。
(4)岛上还可以用海水淡化来获得淡水。右边是海水利用电渗析法获得淡水的原理图,已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-等离子,电极为惰性电极。请分析下列问题:
①阳离子交换膜是指 (填A或B);
②写出通电后阳极区的电极反应式: 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(1)如下图所示,组成一种原电池.试回答下列问题(灯泡功率合适):
①电解质溶液为稀H2SO4时上述装置中灯泡亮,此时Al电极上发生反应的电极反应式为: ___ ;
②电解质溶液为NaOH溶液时,灯泡__________(填“亮”或“不亮”, 填“亮”做a题,填“不亮”做b题)。
a.若灯泡亮,则Al电极上发生反应的电极反应式为:_______________ ;
b.若灯泡不亮,其理由为:________________________ 。
(2)原电池原理的应用之一是可以设计原电池。请利用反应“Cu+2Fe3+ =2Fe2+ +Cu2+ ”设制一个原电池(正极材料用碳棒)则该电池的负极材料是 ,正极上发生反应的电极反应式 ;若导线上转移电子1.5 mol,则溶解铜的质量是 。另外的重要应用是实验室在用锌与稀硫酸反应制备氢气时,可向溶液中滴加少量硫酸铜溶液,其作用是: 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
化工原料红矾钠(重铬酸钠:Na2Cr2O7?2H2O)主要是以铬铁矿(主要成份为FeO?Cr2O3,还含有A12O3、 SiO2等杂质)为主要原料生产,其主要工艺流程如下:
步骤①中主要反应的化学方程式为:4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O2=8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
(1)①中反应是在回转窑中进行,反应时需不断搅拌,其作用是 。
(2)杂质A12O3、SiO2在①中转化的化学反应方程式为 。
(3)用化学平衡移动原理说明③中煮沸的作用是 (用离子方程式结合文字说明),若调节pH过低产生的影响是 。
(4)⑤中酸化是使CrO42一转化为Cr2O72一,写出该反应的离子方程式: 。
(5)工业上还可用电解法制备重铬酸钠,其装置示意图如下:
阴极发生的电极反应式为: 。
阳极发生的电极反应式为: 。
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科目:高中化学 来源: 题型:问答题
(12分)如图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题:
(1)甲烷燃料电池负极反应式是 ;
(2)石墨(C)极的电极反应式为 ;
(3)若在标准状况下,有2.24 L氧气参加反应,则乙装置中铁极上生成 的气体体积为________L ,丙装置中阴极析出铜的质量为________g ;
(4)某同学利用甲烷燃料电池设计电解法制取漂白液或Fe(OH)2的实验装置(如图所示)。
若用于制漂白液,a为电池的________极,电解质溶液最好用________;若用于制Fe(OH)2,使用硫酸钠作电解质溶液,阳极选用________作电极。
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